Наследуемость и повторяемость основных хозяйственнополезных признаков у сельскохозяйственных животных.
Курсовой проект выполнила студентка 232 группы ДерноваМ.К.
Новосибирский государственный аграрный университет
Новосибирск 2010
Введение:
Всовременных условиях развития животноводства страны, задачи увеличения производствапродукции становятся все более сложными и масштабными. Сейчас ведётся активноевнедрение научно-технического прогресса и ускорение интенсификации производствапродуктов животноводства.
Дляуспешного решения этих задач наряду с дальнейшим укреплением кормовой базы, широкимиспользованием интенсивных технологий производства на передний план выступаеткачественное преобразование стад и пород, то есть создание новых пород, типов, стад,высокопродуктивных кроссов и систематическое улучшение продуктивных и племенныхкачеств существующих пород.
Сложныйкомплекс зоотехнических мероприятий, направленных на совершенствование ивыведение новых, более продуктивных пород, внутрипородных типов, линий игибридов составляет сущность племенной работы в животноводстве. В условияхинтенсивных технологий каждое стадо должно пополняться особями лучшейпородности, с устойчивыми наследственными признаками. Более высокие требованияпредъявляют к животным по приспособленности к прогрессивной технологии нафермах и промышленных комплексах с одновременным повышением их продуктивности.В связи с этим принято постановление «О мерах по повышению эффективности иулучшению организации племенного дела в животноводстве», на основании которогоразработана общесоюзная программа качественного совершенствованиясельскохозяйственных животных (Ерохин А.И. 2001).
1.Обзорлитературы:
В1919 году Риц установил наличие связи в показателях дочерей и матерей посодержанию жира в молоке. По мнению автора, эта связь имеет разную степень иобуславливается генотипическими и фенотипическими причинами.
S.Wright(1920) предложил коэффициент детерминации генотипа фенотипом и обозначил черезh2. Впоследствии Лашем (1937) этот коэффициент стал называться термином«наследуемость», по-английски (heritability). Он же разработал методыопределения показателей наследуемости.
In.Heidhnes (1968) наглядно, хотя и упрощенно выражает понятие наследуемостиследующим образом. Например, измеренный по фенотипу такой показатель продукции,как удой или другой количественный признак, можно представить как сумму влиянийгенетической основы и влияния среды. Иначе говоря, фенотипический показательравен влиянию генетической основы и влиянию среды (Ф=Г+С). Уравнение показывает,что если у данного признака генетическая варианса имеет большую величину, аварианса среды на данный признак — малую, то этот признак в большей мереопределяется генетической основой.
Длятого чтобы найти какую-то сравнимую меру наследуемости, используют отношениевариансы генетической основы и вариансы фенотипических показателей данногосвойства (В.И. Кремянский, 1965).
ИсследованияD.S. Falconer (1960), R Markos (1963), Х.Ф. Кушнер (1974), L.D. Van Vleck andC.E. Brandford (1965) показали, что на показатели наследуемости, определенныечерез удвоенный коэффициент корреляции и регрессии, в значительной степенивлияет генетический материнский эффект, что, по их мнению, можно избежать, пользуясьдля определения наследуемости данными, идущими со стороны производителей. Этапричина и другие недостатки указанных методов вызвали необходимость разработкиновых более точных методов определения наследуемости, в основу которых заложеныпринципы дисперсионного анализа, сущность которого заключается в том, чтостатистически изучается влияние одного или нескольких факторов нарезультативный признак.
Методикаопределения показателей наследуемости на основе применения дисперсионногоанализа изложена в работах I.L. Lush (1945), D.S. Falcoaner (1960), Н.А.Плохинского (1960, 1962, 1969), П.Ф. Рокицкого (1974), Ц. Макавеева (1966). Воснову всех методов определения показателей наследуемости второй категорииположен принцип разложения фенотипической и генетической вариансе путеморганизации однофакторных и двухфакторных дисперсионных комплексов.
Важнойхарактеристикой коэффициента наследуемости является показатель повторяемости.Повторяемость, по Н.А. Плохинскому (1969), это степень постоянства в проявленииодной и той же генетической информации, которая может проявляться в формепризнака в разном возрасте, в разных условиях. В соответствии с этим онопределяет три вида повторяемости: возрастную, паратипическую итопографическую.
Коэффициентповторяемости П.Р. Лепер и З.С. Никоро (1966) определяют как верхнюю границупоказателя наследуемости и предлагают методом дисперсионного анализа разложитьфенотипическую изменчивость на две слагаемых: изменчивость между особями иизменчивость внутри особи. Изменчивость между особями зависит в значительнойстепени от генетических причин, а также и от некоторых внешних и внутреннихфакторов, различной для каждой особи. Изменчивость же внутри особи определяетсятакими факторами, которые могут действовать в разной степени на всех особей.
2.Материалыи методика исследований.
Изплеменных карточек крупного рогатого скота были найдены и выписаны 30 головматерей и их дочерей. У матерей были выписаны показатели: удой за 1 лактацию, содержаниежира и белка в молоке. У дочерей были выписаны первые три лактации, содержаниежира и белка в молоке за эти лактации.
Сэтими данными провела статистическую обработку и построила корреляционныерешетки, рассчитав коэффициенты повторяемости и наследуемости.
3.Результатыисследований.
Входе моих расчетов получились такие данные по коэффициенту наследуемости: междуудоем />= — 0.16, между жиром />, а между белком />. Коэффициент наследуемости вычисляламетодом /> и он приобрелотрицательное значение и значение выше 1, что можно объяснить разными условиямисодержания родителей и потомков ( матери-дочери), а также малочисленностьювыборки (30 голов).
Болееправильно в этом случае использовать коэффициент регрессии (/>.
Покоэффициенту повторяемости получились следующие данные: между 1 и 2 лактациямиr=0.64 ( корреляция высокая), между 1 и 3 лактации r=0, 418 (корреляциясредняя), между содержанием жира в 1 и 2 лактации r=0.86 ( корреляция высокая),также как и между 1 и 3 лактациями. Между содержанием белка в 1 и 2 лактацииr=0, 47(корреляция средняя), а в 1 и 3 лактации r=-0.18, что говорит о слабой иотрицательной корреляции.
4.Генетические основы отбора.
Основныеположения. Племенная работа базируется на селекции, т.е. отборе животных изсуществующей популяции. Без селекции каждая особь имеет равные возможности дляразмножения. Посредством отбора можно создать благоприятные условия дляразмножения желательных животных.
Признаки,улучшаемые селекцией, делят на две большие группы — качественные и количественные.Признак называется качественным, если его проявления можно разделить накачественно различные категории. К качественным признакам относят масть, цвет иблеск шерсти, группы крови, рогатость или комолость и т.п. Качественныепризнаки наследуются в соответствии с законами Менделя, и мало зависят отвнешних условий. Большинство же хозяйственно-полезных признаков относятся кколичественным. Количественные признаки могут принимать различные значения впределах широких границ. В формировании количественных признаков принимаютучастие множество наследственных задатков. Определить долю влияния каждого изних в отдельности не представляется возможным, поэтому селекционеры в своейработе долгое время не могли с каким-либо успехом использовать даже оченьусложненные менделевские схемы. К середине 30-х годов 20 века было установлено,что в генетике количественных признаков интерес представляет не эффектотдельных генов у определенных особей (который вообще неизмерим), анаследование признака в группе особей (популяции), например в породе или частиэтой породы. Поэтому генетику количественных признаков иногда называютпопуляционной генетикой, хотя в генетике популяций изучается также и поведениекачественных признаков (например, групп крови). Главной задачей популяционнойгенетики является исследование генетического строения популяций статистическимиметодами и изменение строения этих популяций при воздействии каких-либофакторов (селекции, мутации).
Понятием«популяция» в генетическом смысле обозначается совокупность плодовитыхпри скрещивании друг с другом особей, обладающих наибольшим сходством междусобой, нежели с особями других популяций. Природные популяции отличаются такжеобщностью заселяемой территории. Типичным примером популяции в животноводствеявляется порода. Сохранение и усиление хозяйственно-полезных признаков впопуляции происходит благодаря получению нового поколения. Чем короче интервалмежду поколениями, тем быстрее будут получены животные с желательнымипризнаками и тем быстрее можно будет достичь нужного результата. Достижениепоставленной цели в селекции зависит не только от времени, в течение котороговедется работа, но и от численности популяции. При этом во внимание берется невся популяция, а только та ее часть, которая участвует в размножении, т.е.эффективная численность популяции. В целом успех селекции по тому или иномупризнаку определяют следующие факторы:
величинаизменчивости селекционируемого признака;
разницамежду средней величиной селекционируемого признака у отобранных животных и среднейвеличиной этого же признака в популяции (селекционный дифференциал);
долягенотипической изменчивости в общем фенотипическом разнообразии признака, т.е.наследуемость;
числоотобранных признаков и генетическая связь между ними;
интервалмежду поколениями, который определяется как средний возраст родителей прирождении потомства, предназначенного для получения следующего поколения.
Проявлениетого или иного признака обусловлено влиянием внешней среды и генотипа. Вселекции важно оценивать генетические параметры популяции, к главным из которыхотносятся изменчивость, наследуемость, повторяемость и сопряженность признаков.
5.Повторяемость признаков. Коэффициент наследуемости.
Наследуемость- это доля генотипической изменчивости в общем фенотипическом разнообразиипризнака. Доля генотипической изменчивости выражается коэффициентомнаследуемости (h2), величина которого изменяется от 0 до 1 в долях единицы илиот 0 до 100 в процентах. Чем больше величина h2, тем выше наследственнаяобусловленность изменчивости.
Какуже отмечалось, действие генов на тот или иной признак происходит в результатеих разнообразного взаимодействия. Основные формы действия генов населекционируемые признаки следующие:
Комплементарное- проявление какого-либо признака, обычно качественного, только при совместномдействии нескольких генов.
Полимерия- действие многих генов на один количественный признак (удой, жирность молока, живуюмассу). Наибольшее распространение имеют такие случаи, когда по мере увеличениячисла генов усиливается развитие признака. Такое складывающееся действие многихгенов получило название аддитивного.
Эпистаз- преобладание одного доминантного гена над другим, неаллельным доминантнымгеном.
Новообразование- появление совершенно нового признака при взаимодействии нескольких генов.
Плейотропия- действие одного гена на ряд признаков.
Модификация- усиление или ослабление одним геном действия другого гена.
Общаядоля генотипической изменчивости слагается из всех перечисленных влияний геновна изучаемый признак. Однако для селекции количественных признаков важна толькота доля в общей генотипической изменчивости, которая обусловлена аддитивнымдействием генов, поскольку особые сочетания генов, вызывающие появлениеэпистаза, доминирования и др., обычно не воспроизводятся в потомстве.
Наиболееточно определить степень наследуемости можно лишь в условиях, когда в популяциипроисходит свободное скрещивание (панмиксия). Однако в популяциях, с которымиприходится работать селекционерам (стадо, линия, порода), обычно не выдерживаетсяпринцип панмиксии — широко используются отдельные выдающиеся производители, осуществляютсязаказные спаривания и т.д.
Невыполнениеуказанных условий приводит к ошибкам в определении величины изменчивости, обусловленнойгенотипом. В этом одна из причин того, что прогноз отбора на основе показателейкоэффициента наследуемости не всегда совпадает с фактически полученнымрезультатом.
Длявычисления коэффициентов наследуемости предложено несколько методов, в томчисле удвоение коэффициента корреляции или коэффициента регрессии междупризнаками родителей и потомства (дочь — мать) или учетверение коэффициентакорреляции между полусибсами. При этом учитывается потомство не одного, анескольких производителей.
Дляколичественных признаков, развивающихся под влиянием наследственных факторов ифакторов среды, деление изменчивости на генотипическую и паратипическую взначительной мере условно. Отсюда и определенная условность величиныкоэффициента наследуемости. Даже для одного и того же признака он может в значительнойстепени колебаться под влиянием генетического разнообразия популяции, условийкормления и содержания.
Большиеразличия в величине показателей наследуемости подтверждают их тесную связь спородой, условиями кормления и содержания, уровнем и направлением племеннойработы, указывают на возможность использования коэффициента наследуемоститолько для конкретного стада.
Коэффициентынаследуемости различных признаков у молочного скотаПризнак Коэффициент наследуемости Величина удоя 0, 20 – 0, 47 Содержание жира в молоке 0, 17-0, 70 Содержание белка в молоке 0, 45-0, 70
Посколькуна величину коэффициента наследуемости оказывает влияние множество факторов, товажна не абсолютная, а относительная его оценка. В практической селекциивысокие (h2=0.40) и, отчасти, средние (h2=0.20..0.4) коэффициенты наследуемостиуказывают на возможность применения в стаде в качестве основного методаселекции отбора по собственной продуктивности, а низкие (h2=0.2) — нанеобходимость усиления внимания к отбору по качеству потомства. Коэффициентынаследуемости могут быть использованы для прогнозирования эффекта селекции, которыйрассчитывают по формуле:
E=Sx H2/i, где
Е- эффект селекции;
S- селекционный дифференциал;
h2- коэффициент наследуемости;
i- интервал между поколениями.
Наразвитие признаков организма наряду с наследственными факторами большое влияниеоказывают условия среды. Одни признаки сохраняют довольно устойчивое ранговоеположение в изменяющихся условиях среды, другие весьма заметно реагируют на этиизменения. В меньшей степени условия среды влияют на те признаки, изменчивостькоторых характеризуется более высокой генетической обусловленностью. Такиепризнаки имеют высокую повторяемость.
Коэффициентповторяемости:
Повторяемость- степень соответствия между показателями продуктивности в одной и той жегруппе животных, но в разных условиях или в разном возрасте. Повторяемостьопределяют по коэффициенту корреляции величины признака у какой-либо группыживотных в разные сезоны и годы. Коэффициент повторяемости можно использоватьдля прогноза продуктивности при отборе животных в раннем возрасте, для оценкигенеральной разнообразности в стаде, группе; является верхним пределомкоэффициента наследуемости, применяется в качестве меры ошибки опыта и с егопомощью можно судить о надежном использовании поправочных коэффициентов навозраст, кормление.
Установленавысокая повторяемость удоев коров за первые 3 месяца лактации и удоев за 305дней (от 0, 80 до 0, 90), за смежные лактации ( от 0, 37 до 0, 60), за первые 3лактации и их пожизненной продуктивностью (от 0, 82 до 0, 91). Повторяемостьэтих показателей в условиях выровненного по годам кормления выше (от 0, 60 до 0,75). Небольшая величина повторяемости обнаружена между живой массой телят прирождении и массой во взрослом состоянии (r=0.19).
Выводы:
Внашей стране и за рубежом широко ведутся генетико-статистические исследованияпопуляций и накоплено уже большое количество данных о степени наследуемостисамых различных селекционных признаков животных. Но при этом отмечены весьмабольшие различия в показателях коэффициента наследуемости и повторяемости дажеодних и тех же признаков, в чем я убедилась в своей работе.
Установленысущественные возрастные различия у крупного рогатого скота по повторяемостипризнаков. В среднем коэффициенты повторяемости величины удоя за лактациюсоставляют 0, 59—0, 73, жирности молока — 0, 49—0, 74, белковости — 0, 54—0, 79,удоя коров за первые три месяца лактации и за всю лактацию (305 дней)—0, 42.Список литературы
1.Меркурьев Е.К Биометрия в селекции и генетики сельскохозяйственных животных. –М., 1969.
2.Плохинский Н.А. Руководство по биометрии для зоотехников. – М,: Колос, 1969.
3.Жебровский Л.С. Прогнозирование молочной продуктивности крупнорогатого скота /Л.С, Жебровский, А.Д. Комисаренко, В.Е. Митютько – Л.: Колос. Ленинг. Отд-ние.1980.
4.Доброхотов Г.Н. Справочник зоотехника. Издание третье, переработанное.Часть-2.- М.: Колос, 1991.
5.Кирина Л.И. Животноводство.- М.: Колос, 1985.
6.Эйснер Ф.Ф. Племенная работа с молочным скотом. – М.: Агропромиздат, 1986